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1、mc5,hart协议,压力变送器篇一：HART协议压力变送器使用说明 无锡市华庄自动化仪表厂 第一章 变送器简介 WMB系列智能变送器是全智能电容式压力/差压变送器。传感器是采用引进国外先进技术生产的高精度小型化智能传感器， 在转换原理上利用数字化补偿技术对温度静压进行补偿，提高了测量精度，降低了温度漂移。具有长期稳定性好，可靠性高，自诊断能力强等特点。以其极高的性能价格比，而成为变送器市场的主流产品。 可与罗斯蒙特275型手操器或HT388手操器完成地址查寻、测试、组态等功能的操作。可以实现从控制室、变送器安装现场或回路中的任何接线端点与变送器进行通信，完成远程调试。在进行远程通信时需注意：

2、在接线端点和电源之间必须有不小于250的电阻。 HT388手操器与变送器连接操作之前，务必阅读说明书。 特 点 由于采用了微处理器而使灵活性增大、功能增强； 具有较强的自诊断能力； 零点和量程调整互不影响； 兼有完善的远程和就地设定、调校功能； 二线制，符合HART协议可与HART协议终端通信而不中断输出； 采用数字化补偿技术对温度及静压进行补偿； 稳定性能好，精度高，阻尼可调，抗单向过载能力强； 无机械传动部件，维修工作量少，坚固抗振； 全部通用件，方便维护； 接触介质的膜片材料可选，可全天候使用； 第二章工作原理 WMB系列 智能变送器由智能传感器和智能电子板两部分组成，智能传感器部分包括

3、：电容式传感器、测量膜片检测电路、温度补偿电路和传感器特征化参数存储器等；智能电子板板部分包括：微电脑控制器及外围电路，完成压力信号到420mA dc 的转换。以下对其原理进行简单的说明： 敏感元件(室) 引线 电容极板 测量膜片 刚性绝缘体 硅油焊接密封 隔离膜片 2.1智能传感器部分 电容式传感器 介质压力通过隔离膜片和灌充油传递到室中心的测量膜片，该测量膜片是一张紧的弹性元件，用于检测在测量膜片上的差压。测量膜片的位移量与差压成正比，最大位移量为0.004inch(0.10mm)。测量膜片的位置由它两侧的电容固定极板通过测量膜片检测电路检测出来。 测量膜片检测电路：该电路是将敏感元件所承

4、受的压力转换为电压信号，并使该信号与压力信号成比例关系，供CPU采样使用。 温度传感器：在特征化时通过对压力敏感元件的工作温度进行循环测试，并将数据存入传感器内部的EEPROM中作为温度补偿数据；在运行时对压力敏感元件的工作温度进行测量，利用特征化EEPROM中的温补数据和检测的温度数据进行对比运算，通过CPU处理器进行温度漂移误差的补偿修正。 特征化参数存储器：保存着变送器温度补偿、传感器特征化曲线及特征数据和数字微调数据等。即使关闭了电源，仍能完整地保存存储器中的数据。 2.2电子线路板部分 微电脑控制器：微电脑控制器控制变送器的运行，除此之外，微电脑控制器还完成传感器数据处理、数字温度补

5、偿、传递函数运算、工程单位及量程的转换、输出型式选择、阻尼调整、自诊断及HART通信等功能。 组态参数存储器：保存着变送器远程和就地所能修改的所有组态数据.即使关闭了电源，数据仍能完整地保存在存储器中。 数模转换器：数模转换器把微处理器修正后的数字信号转换为420mA模拟信号送往输出回路。 HART通信 数字通信电路在变送器和HT388接口或控制系统之间提供接口。这个电路分接收部分和发送部分，接收部分检测叠加在420mA回路上的FSK（频移键控）信号，发送部分以同样形式将信号叠加在420mA回路上。在HART协议数字通信中，变送器的通信短地址可为015中的任意地址值。当短地址为零时，变送器输出

6、为420mAdc并叠加HART数字信号；当短地址为非零地址时，变送器输出固定为4mAdc电流输出。此时单个回路中可连接多台变送器（最多15台，且电源及负载电阻满足技术要求），电信号的传递仅能通过HART数字信号进行。 特别注意：如果用户在调试过程中有意或无意的将HART设备（变送器）短地址设定为非零地址，此时，变送器输出将固定为4mAdc，无法实现传统的420mAdc模拟信号传输。因此，如果用户如果发现变送器输出电流固定为4mAdc不随输入的压力变化时，应检查短地址是否为非零地址，是则应当将其地址改为零地址。 第三章技术性能及指标 3.1技术性能 使用对象： 液体、气体或蒸汽 测量范围： 见选

7、型规格表 输出信号：420mA dc.输出，叠加HART协议数字信号（两线制） 电 源： 外部供电24V dc.，电源范围12V45V 负载电阻 V 电源电压 负载特性： 危险场所安装：隔爆型dIICT5; 本安型 iaIICT5; 迁移特性： P 在最小量程（量程压缩比为40：1）时，最大正迁移零点是39/40倍的量程上限值, 最大负迁移零点可以是量程下限值，绝对压力变送器无负迁移。（不管输出形式如何，正负迁移后，其量程上、下限均不得超过量程的极限） 温度范围： 电子线路板工作在 -4085； 敏感元件工作在 -40104；储存温度 -4085； 带数字显示 -2565（正常运行）； -40

8、85（无损坏）； 相对湿度：095% 超压极限：DP型, 加0(绝对压力)13MPa压力变送器不损坏；正常工作压力在3.43kPa(绝对压力)至量程上限。 容积变化量：小于0.16cm3 阻 尼： 时间常数在0.232.0s之间可调。 启动时间：3s，不需预热。 3.2性能指标 (在无迁移、316不锈钢隔离膜片及其他标准测试条件下。) 精 度：0.1%，0.2% 稳定性:最大量程范围的0.25%/6个月温度影响：零点温度误差为最大量程的0.5%/55 包括零点和量程的总温度误差为最大量程的1.0%/55 注意：对于量程3温度影响误差加倍 静压影响：（DP型在线性输出时）零点误差:加静压140k

9、gfcm2后，量程45的零点误差为最大量程范围的0.25%，量程3678的零点误差为最大量程范围的0.5%。这是系统误差,安装前可按实际静压调校变送器零点,消除这个误差。 （WMB型在线性输出时）零点误差:加静压31.2MPa后，零点误差小于最大量程的2.0%。这是系统误差,安装前可按实际静压调校变送器零点,消除这个误差。 电源影响：小于输出量程的0.005%V。 振动影响：在任意轴向上，频率为200Hz，误差为最大量程范围的0.05%g。 负载影响：只要输入变送器的电压高于12V，在负载工作区内无负载影响。 安装位置影响：最大可产生不大于0.25kPa的零位误差，可通过校正消除这个误差，对量

10、程无影响；测量本体相对法兰转动无影响。 3.3结构指标 接液件材料： 隔离膜片：316不锈钢、哈氏合金C、蒙乃尔合金和钽； 排气/排液阀：316不锈钢、哈氏合金C和蒙乃尔合金； 法兰和接头：316不锈钢、哈氏合金C、蒙乃尔合金 “O”形圈：氟橡胶； 非接液件材料： 灌充液体：硅油 螺栓：不锈钢、碳钢镀锌； 电气壳体：低铜铝合金； “O”形圈：丁腈橡胶 涂层：聚酯环氧树脂。 引压连接件： 法兰引压口1418NPT(锥管螺纹)； 接头压口1214NPT(锥管螺纹)； （LT型高压测为3”或4”法兰）。 电气连接： M201.5内螺纹导线管、1214NPT(锥管螺纹)导线管 重 量： 3.5 kg（

11、3151型）；5.5kg(1151型) 第四章 组态及调校 HART 现场通信协议是工业界广泛认可的标准，它是传统仪表在两线制420mAdc 标准输出的基础上，在不干扰模拟信号输出的情况下，增加了数字通信功能。HART 现场通信协议在提供了现场总线优点的同时，保留了传统的420mAdc模拟信号，是唯一向后兼容的智能化仪表解决方案。 智能变送器是完全符合HART协议的智能变送器。和其他HART设备一样具有双向的 HART远程通信功能。主变量可由420mAdc模拟信号传递也可通过HART通信来完成，另外的过程参数、组态、校准及诊断功能都可由HART通信来完成，且不影响420mAdc模拟信号传递。

12、4.1远程调校指令图 使用HT388手操器都可对变送器进行调校。其调校指令树形图如下： 调校树形图 4.2使用HT388手操器进行远程调校 通过对本节的阅读用户可在较短的时间内完成HART协议设备对智能变送器的简单调试。 4.2.1准备工作 1. 调校设备：24V直流稳压电源，高精度万用表（四位半以上精度），HT388手操器，负载电阻和标准压力源。 2. 按如下图所示，连接变送器调试电路。 3. 检查电路连接正确后，打开直流稳压电源。 4. 检查 S3051调校试验室接线示意图 电流表输出是否正常，输出正常后打开HT388手操器。输出不正常，检查变送器连接电路。 5. HT388手操器自动搜索

13、在线变送器，搜索到变送器后，按ENTER键进入变送器调校。未搜索到变送器，检查变送器连接电路，或按HT388手操器提示，查询非零地址仪表。 4.2.2与输出有关的参数的设定 查寻到在线仪表的地址后，按ENTER键进入变送器调校功能选择。选择“2.组态”，出现如下界面： 组态功能 与输出有关参数 与输出无关参数 继续退出篇二：HART协议差压变送器的使用教改案例 附件： 河南省中等职业学校青年教师企业实践项目 教学改革案例设计 姓 名 所 在 学 校 企业实践基地教学案例名称：HART协议差压变送器的使用 一、【教学内容分析】 在化工生产过程中，压力往往是重要的操作参数之一，不仅关系着生产效率及

14、产品质量，而且关系着整个生产过程的安全进行。智能差压变送器可以把生产现场的压力参数准确检测出来并且能够传输到控制室，控制器能够接受压力信号做出判断，然后 给出指令进行压力调节，从而保证生产过程的顺利进行。 二、【教学对象分析】 职业学校招生对象为初中毕业生，此年龄阶段的学生正处于形象思维最鼎盛时期，逻辑思维还不完全成熟，所以课堂是否生动以及教学形式是否多样将直接影响学生的听课的主动性，采用理论实训一体的教学方法，学生在实训室上课能够更好的激发他们的动手能力以及对理论的反馈学习；同时由于职业学校招收的学生初中成绩多数不好，学生的学习能力参差不齐，采用项目教学法让他们相互帮忙，取长补短，在团队合作

15、中快乐的学习知识。 三、【教学目标】 1.知识与技能：能够正确的使用HART协议智能差压变送器，并且能够理解差压变送器的信号转换关系。 2.过程与方法：如何提高本节课教学的有效性呢？根据项目教学法设计了教学过程。首先成立项目组，确定项目负责人以及详细的人员分工，在这个环节中，教师是情景设计者。第二，在完成项目学习的过程中大家同心协力解决遇到的问题。第三，设计了课后思考问题，让学生带着问题进行下一步的学习。 3.情感与态度：通过项目分组学习，让学生认识到团队合作的力量，以及每个环节对整个项目的重要性，更好的理解个人与集体的关系。 四、【教学重点与难点】（重点）：理解差压变送器的信号转换关系。 （

16、难点）：本节无 五、【教学设计思想】 教学思路必须开阔，单纯的讲授法已经不能满足学生对课堂的需求，根据学生的特点，运用项目教学法设计了教学过程。 六、【教学前的准备】 教学前熟悉教学环境，阅读多媒体设备相关说明。教室的亮度是否适合投影展示。准备教材、资料、黑板、白板等以及实训设备是否齐全。网上资源：视频的导学方案（个别化自主学习）。PPT课件（附后） 七、【教学实施过程】 （一）、实训任务分工 项目组成员根据本次实训的内容要求，并在对实训任务都比较清楚的基础上进行分工。主要工种如下： 1.项目负责人 2.气路连接人 3.电路连接人 4.手持编程器操作人 5.仪表数据读取记录人 6.项目结果汇报

17、人 （二）、项目实施步骤（1）变送器气路的连接 将高、低压引压管经过三阀组接入差压变送器的高压侧 和低压侧。平视三阀组和测压体之间的缝隙，可看到字母H、L，H（High）厕为高压侧，L（Low）厕为低压侧。 （2）变送器电路的连接 按照上面的电路图，在实验台上选择正确的仪表进行电路连接。 （3）变送器组态 ）启动准备 注意：确认引压阀，三阀组两侧的高、低压阀已经关闭，三阀组中间的平衡阀已经打开。 按下述步骤，将过程压力引入引压管和变送器篇三：Hart协议差压变送器 Hart协议差压变送器 一、差压变送器的作用 可以测压力、流量、液位 差压变送器是把压差等信号转换为标准的电信号4-20mA Q=

18、K2?p ?p=?gh p 二、差压变送器的工作原理 1引言 在工业自动化生产中，差压变送器用于压力压差流量的测量，得到了非常广泛应用，在自动控制系统中发挥重要的作用。随着石化、钢铁、造纸、食品、医药企业自动化水平的不断提高,差压变送器的应用范围越来越广泛，生产中遇到的问题也越来越多，加之安装、使用、维护员的水平差异，使得出现的问题不能迅速解决，一定程度上影响了生产的正常进行，甚至危及生产安全，因此对现场仪表维护人员的技术水平提出了更高要求。 2工作原理与故障诊断 2.1差压变送器工作原理 来自双侧导压管的差压直接作用于变送器传感器双侧隔离膜片上，通过膜片内的密封液传导至测量元件上，测量元件将

19、测得的差压信号转换为与之对应的电信号传递给转换器，经过放大等处理变为标准电信号输出。差压变送器的几种应用测量方式： (1) 与节流元件相结合，利用节流元件的前后产生的差压值测量液体流量，如图1所示。 (2) 利用液体自身重力产生的压力差，测量液体的高度，如图2所示。 (3) 直接测量不同管道、罐体液体的压力差值，如图3所示。 差压变送器的安装包括导压管的敷设、电气信号电缆的敷设、差压变送器的安装。 2.2差压变送器故障诊断 变送器在测量过程中，常常会出现一些故障，故障的及时判定分析和处理，对正在进行了生产来说至关重要的。我们根据日常维护中的经验，总结归纳了一些判定分析方法和分析流程。 (1)调

20、查法。回顾故障发生前的打火、冒烟、异味、供电变化、雷击、潮湿、误操作、误维修。 (2)直观法。观察回路的外部损伤、导压管的泄漏，回路的过热，供电开关状态等。 (3)检测法。 .断路检测：将怀疑有故障的部分与其它部分分开来，查看故障是否消失，如果消失，则确定故障所在，否则可进行下一步查找，如：智能差压变送器不能正常Hart远程通讯，可将电源从仪表本体上断开，用现场另加电源的方法为变送器通电进行通讯，以查看是否电缆是否叠加约2kHz的电磁信号而干扰通讯。 .短路检测：在保证安全的情况下，将相关部分回路直接短接，如：差变送器输出值偏小，可将导压管断开，从一次取压阀外直接将差压信号直接引到差压变送器双

21、侧，观察变送器输出，以判断导压管路的堵、漏的连通性。 替换检测：将怀疑有故障的部分更换，判断故障部位。如：怀疑变送器电路板发生故障，可临时更换一块，以确定原因。 分部检测：将测量回路分割成几个部分，如：供电电源、信号输出、信号变送、信号检测，按分部分检查，由简至繁，由表及里，缩小范围，找出故障位置。 3 典型故障案例 3.1导压管堵塞 以正导压管堵塞为例来分析导压管堵塞出现的故障现象。在仪表维护中，由于差压变送器导压管排放不及时，或介质脏、粘等原因，容易发生正负导压管堵塞现象，其表现特征为：变送器输出下降、上升或不变。当流量增加时，对变送器(变送器本身进行输出信号开方)输出的影响： 设原流量为

22、F1， P1= P1+- P1- ，F1=K ，F1为变化前的变送器输出值， 设增加后的流量为F2，(即：F2 F1)， P2= P2+- P2- ，F2=K ，F2为流量增加后的变送器输出值。 由于正压管堵塞，则当实际流量分别为F1、F2时，P1+= P2+； 当流量增加时，P2-出现如下变化：因为实际流量增加为F2，则与原流量F1时相比，管道内的静压力也相应增加，设增加值为P0，同时P2- 因管道中流体流速的增加而产生的静压减小，减小值为P0?，此时P2-与P1- 的关系为： P2- = P1-+ P0- P0? 则： P2= P2+- P2- = P1+-( P1-+ P0- P0?)=

23、 P1+( P0?-P0) 则： F现=K = K 样： 当 P0=P0?时则：F2=K =KF2= F1 变送器输出不变。 当 P0P0?时则： F2=K =K,F2< F1,变送器输出变大。 当 P0<P0?时则： F2=K =K,F2 F1 ,变送器输出变小。 当流量减小时，对变送器(变送器本身进行输出信号开方)输出的影响。 设原流量为F1， P1= P1+- P1- ，F1=K ，F1为变化前的变送器输出值。 设减小后的流量为F2，(即：F2 F1)， P2= P2+- P2- ，F2=K ，F2为流量减小后的变送器输出值。 由于正压管堵塞，则当实际流量分别为F1、F1时，

24、P1+= P2+； 当实际流量由F1减小到F2时，管道中的静压也相应的降低，设降低值为P0；同时，当实际流量下降至F2时，P2-值也要因为管内流体流速的降低而升高，设升高值为P0。 此时，P2-与P1-的关系为：- P2-= P1- P0+ P0 P2= P2+- P2-= P1+-( P1- P0+ P0)= P1+( P0- P0) F2=K = K 这样： 当 P0=P0?时则：F2=K =KF2= F2 变送器输出不变； 当 P0P0?时则： F2=K =K,F2 F1,变送器输出变大； 当 P0<P0?时则： F2=K =K,F2< F1 ,变送器输出变小。 一般情况下，

25、导压管的堵原因主要是由于测量导压管不定期排污或测量介质粘稠、带颗粒物等原因造成。 3.2导压管泄漏 以正导压管泄漏来分析导压管泄漏出现的故障现象。如图1所示，莱钢集团公司某加热炉仪表控制阀用净化风总管线的流量测量方式为：节流孔板+差压变送器。装置生产正常时的用风流量基本是稳定的，但在后期的生产过程中发现用风流量比正常值下降了很多。 经过检查，二次仪表(DCS)组态及电信号回路工作正常，变送器送检定室标定正常，于是怀疑问题出现出导压上，经过检查，由于正导压管焊接不好造成泄漏所至，经过补焊堵漏后，流量测量恢复正常。 下面我们分析正导压管泄漏时反映出的故障现象。 正导压管泄漏的现象是：变送器输出下降

26、、上升及不变 分析： 当流量上升时，对变送器(变送器本身进行输出信号开方)输出的影响 设原流量为F1， P1= P1+- P1- ，F1=K ，F1为变化前的变送器输出值， 设增加后的实际流量为F2，(即：F2F1)，F2=K ，F2为流量增加后的变送器输出值。 因流量增加，管道静压增加为P0，随着流速的增大，实际压管静压减小为P0?，正压管泄漏降压下降为Ps 则：P2+= P1+P0-Ps，P2- = P1- +P0- P0? P2= P2+- P2- = P1+( P0? - Ps) 那么 当：P0?=Ps 正压导管泄漏，而流量上升时，变送器输出不变 当：P0?Ps 正压导管泄漏，而流量上

27、升时，变送器输出增加 当：P0?<Ps 正压导管泄漏，而流量上升时，变送器输出减小 当流量下降时，对变送器(变送器本身进行输出信号开方)输出的影响 设下降后的实际流量为F2，即：F2<F1，F2=K , F2为流量减小后的变送器输出值。 因流量下降，管道静压下降值P0，同时由于流体流速下降，负压管静压增加P0?，正压管泄漏降压下降为Ps 则：P2+= P1+-P0-Ps，P2- = P1- -P0+ P0? P2= P2+- P2- = P1-( Ps + P0) F2=K =K 即：当流量下降时，变送器输出总是小于实际流量。 实际上，当泄漏量非常小的时候，由于种种原因，工艺操作或

28、仪表维修护人员很难发现，只有当泄漏量大，所测流量与实际流量相比有较大误差时才会发现，这时即使是实际流量上升，总是P0 <<Ps， 即： P2<< P1， F2<<F1 上述仪表控制阀用净风管线的流量测量就这属于这种情况。 3.3 平衡阀泄漏 设流量为F， P1= P1+- P1- ，F1=K ，F1为平衡阀泄漏前的变送器(带开方)输出值 我们假设管道内流体流量在没有变化的情况下做分析 设泄漏的压力为PS， 则：泄漏后的正负导压管的静压为： P2+= P1+-PS，P2-= P1-+ PS P2= P2+- P2- = P1-2 PS，则 F2=K = K 即：F2<F1，变送器测量输出小于实际流量值 3.4气体流量导压管积液情况下的变送器测量误差 由于气体流量取压方式不对或导压管安装不符合要求(与水平成不小于1：12的斜度连续下降) 时,常常造成导压管内部积存液体的现象。这种现象的出现，往往会致使测量不准，如果在变送器量程很小的情况下，甚至会造成变送器输